(57)【要約】【課題】本発明は、垂直構造の窒化物半導体発光素子の光放出面に用いられるｎ型窒化物半導体層の上面に形成されるｎ側電極のボンディングパッドが上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成することによってワイヤボンディングによって光が遮られる現象を防止し、上記ボンディングパッドから多様な構造の延長電極を形成することにより電流密度の集中現象を改善し得る垂直構造の窒化物半導体発光素子に関する。【解決手段】本発明は、ｎ型窒化物半導体層と、上記ｎ型窒化物半導体層の下面に形成された活性層と、上記活性層の下面に形成されたｐ型窒化物半導体層と、上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド及び上記ボンディングパッドから延長された帯状の複数個の延長電極とを含むＮ側電極を備えた垂直構造の窒化物半導体発光素子を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型窒化物半導体層と、
上記ｎ型窒化物半導体層の下面に形成された活性層と、
上記活性層の下面に形成されたｐ型窒化物半導体層と、
上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド、及び上記ボンディングパッドから延長された帯状の少なくとも一つの延長電極を含むＮ側電極とを備えた垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
上記ｎ型窒化物半導体層、及び上記ｎ側電極間に形成されたバッファ層をさらに含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
上記ｎ型窒化物半導体層、及び上記ｎ側電極間に形成された透明電極層をさらに含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
上記透明電極層は、インジウム―錫系酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物（ＩＯ）、錫系酸化物（ＳＮＯ２）、亜鉛系酸化物（ＺｎＯ）及びインジウム‐亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）の群から選ばれた酸化物から成る少なくとも１個の層で形成される請求項３に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
上記ｐ型窒化物半導体層の下部に形成される導電性支持用基板をさらに含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
上記導電性支持用基板及び、上記ｐ型窒化物半導体層間に形成された導電性接着層をさらに含む請求項５に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
上記ｐ型窒化物半導体層の下面に形成された高反射性オーミックコンタクト層をさらに含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
上記高反射性オーミックコンタクト層はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せの群から選ばれた物質から成る少なくとも一つの層を含む請求項７に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面は実質的に四角形状を有し、
上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、
上記ｎ型窒化物半導体層の上面の四辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極とを含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面の１辺に沿って形成された第１延長電極の一部からその対辺に沿って形成された第１延長電極まで延長された複数個の第２延長電極をさらに含む請求項９に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面は実質的に四角形状を有し、
上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、
上記ボンディングパッドが形成された端縁となるｎ型窒化物半導体層の上面の両辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極及び第２延長電極と、
上記ボンディングパッドが形成された端縁の対角線方向に上記ボンディングパッドから延長され形成された第３延長電極とを含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面は実質的に四角形状を有し、
上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、
上記ボンディングパッドが形成された端縁からその対向する端縁に隣接した位置まで上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極と、
上記ボンディングパッドが形成された端縁の対向する端縁となるｎ型窒化物半導体層の上面両辺に沿って上記第１延長電極から延長され形成された第２延長電極及び第３延長電極とを含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面は実質的に四角形状を有し、
上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、
上記ｎ型窒化物半導体層の上面四辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された延長電極とを含むことを特徴とする請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面は実質的に四角形状を有し、
上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、
上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面の１辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極及び第２延長電極と、
上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面１辺の対辺に隣接した位置まで上記ボンディングパッドから延長され形成された第３延長電極と、
上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面１辺の対辺に沿って上記第３延長電極から延長され形成された第４延長電極とを含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【請求項１５】
上記ｎ型窒化物半導体層の上面は実質的に四角形状を有し、
上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、
上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面１辺の対辺に隣接した位置まで上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極と、
上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面の１辺を除く残りの３辺に沿って上記第１延長電極から延長され形成された第２延長電極とを含む請求項１に記載の垂直構造の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は垂直構造の窒化物半導体発光素子に関する。より詳しくは、垂直構造の窒化物半導体発光素子の光放出面に用いられるｎ型窒化物半導体層の上面に形成されるＮ側電極のボンディングパッドが上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成することによってワイヤボンディングによって光が遮られる現象を防止し、上記ボンディングパッドから多様な構造の延長電極を形成することにより電流密度の集中現象を改善し得る垂直構造の窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化物半導体はＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮなどのIII−Ｖ族半導体結晶であって、短波長光（紫外線ないし緑色光）、とりわけ青色光を発し得る発光素子に広く用いられる。
【０００３】
窒化物半導体発光素子は結晶成長のための格子整合条件を満足するサファイア基板などの絶縁性基板を用いて製造されるので、ｐ型及びｎ型窒化物半導体層に連結された２個の電極が発光構造の上面に略水平に配列される水平構造となる。
【０００４】
かかる水平構造の窒化物半導体発光素子は諸欠点を有する。先ず、ｎ側電極から活性層を通してｐ型電極に向かう電流の流れが水平方向に沿って狭く形成されるしかない。かかる狭い電流の流れにより、水平構造の窒化物半導体発光素子は順方向電圧（Ｖｆ）が増加し電流効率が低下する欠点を有する。
【０００５】
さらに、水平構造の窒化物半導体発光素子においては、電流密度の増加により熱発生量が多いのに対してサファイア基板の低い熱伝導性のため熱放出が円滑でないので、熱の増加に応じてサファイア基板と窒化物半導体発光構造物間に機械的応力が発生し、素子が不安定になる欠点がある。
【０００６】
さらに、水平構造の窒化物半導体発光素子においては、ｎ側電極を形成するために、形成されるｎ型電極の面積より大きく活性層とｐ型窒化物半導体層の一部領域を除去しなければならないので、発光面積が減少し素子の大きさ対輝度による発光効率が低下する欠点もある。
【０００７】
かかる水平構造の窒化物半導体発光素子の欠点を改善すべく、レーザーリフトオフ工程を利用してサファイア基板を除去した垂直構造の窒化物半導体発光素子の開発が積極的に進んでいる。
【０００８】
図１（ａ）及び１（ｂ）は従来の垂直構造の窒化物半導体発光素子の側断面図及び平面図を示す。図１（ａ）及び１（ｂ）によると、従来の垂直構造の窒化物半導体発光素子は、サファイア基板上にｎ型窒化物半導体層（１１）、活性層（１２）、ｐ型窒化物半導体層（１３）を順次に形成した後、レーザーリフトオフ（Laser Lift Off:LLO）工程を利用して上記サファイア基板を除去し、上記ｎ型窒化物半導体層（１１）を最上層にして、ｎ型窒化物半導体層（１１）の上面を光放出面として用いる。したがって、ｎ型窒化物半導体層（１１）、上記ｎ型窒化物半導体層（１１）の下面に形成された活性層（１２）、上記活性層（１２）の下面に形成されたｐ型窒化物半導体層（１３）、上記ｐ型窒化物半導体層（１３）の下面に順次に形成された導電性接着層（１４）及び導電性支持用基板（１５）を含む構造を有する。上記ｎ型窒化物半導体層（１１）の上面にはｎ側電極（１６）が形成され、上記ｎ側電極（１６）にワイヤボンディングが施され電流が供給される。
【０００９】
図１に示すように、従来の垂直構造の窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極（１６）が、光放出面であるｎ型窒化物半導体層（１１）の上面中心部に形成される。上記ｎ側電極（１６）がｎ型窒化物半導体層の中心部に形成される場合、ワイヤボンディングによってｎ側電極（１６）と連結されたワイヤ（Ｗ）によりｎ型窒化物半導体層の上面から放出される光が遮られる問題が発生する。
【００１０】
一方、ｎ側電極（１６）がｎ型窒化物半導体層（１１）の端縁に隣接するよう形成すると、ｎ型窒化物半導体層（１１）の優れた伝導性によりｎ側電極（１６）の下部に電流密度が集中し、実質的に光を生成する発光領域が減少する問題がある。
【００１１】
こうして当技術分野においては、ワイヤボンディングによって光が遮られる問題を解決すべく、ｎ型窒化物半導体層の端縁に隣接するようＮ側電極を形成し且つ電流密度を効率的に分散し得る新たな電極構造を有する垂直構造の窒化物半導体発光素子が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記従来の技術の問題を解決すべく案出されたものであって、その目的は、大型窒化物半導体発光素子において、Ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するようｎ側ボンディングパッドを形成し且つ電流密度を効率的に分散させることによって発光効率を改善し得る新たな電極構造を有するフリップチップ用窒化物半導体発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を成し遂げるために本発明は、
ｎ型窒化物半導体層と、
上記ｎ型窒化物半導体層の下面に形成された活性層と、
上記活性層の下面に形成されたｐ型窒化物半導体層と、
上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド及び上記ボンディングパッドから延長された帯状の少なくとも一つの延長電極を含むｎ側電極とを備えた垂直構造の窒化物半導体発光素子を提供する。
【００１４】
本発明の多様な実施形態において、上記ｎ型窒化物半導体層及び上記ｎ側電極間に形成されたバッファ層をさらに含むことができる。さらに、上記ｎ型窒化物半導体層及び上記ｎ側電極間に形成された透明電極層を含むことができる。上記透明電極層は電流を容易に拡散させると同時に光をよく透過させる物質から成り得る。そのために上記透明電極層は、インジウム―錫系酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物（ＩＯ）、錫系酸化物（ＳＮＯ２）、亜鉛系酸化物（ＺＮＯ）及びインジウム―亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）の群から選ばれた酸化物から成る少なくとも１個の層で形成されることが好ましい。
【００１５】
本発明の多様な実施形態において、上記ｐ型窒化物半導体層の下部に形成された導電性支持用基板をさらに含むことができる。この際、上記導電性支持用基板とｐ型窒化物半導体層間に導電性接着層をさらに形成し得る。
【００１６】
さらに、本発明の多様な実施形態において、垂直構造の窒化物半導体発光素子は上記ｐ型窒化物半導体層の下面に形成される高反射性オーミックコンタクト層を含む。上記高反射性オーミックコンタクト層は、活性層において生成された光を光放出面とされるｎ型窒化物半導体層の方向に反射し輝度を改善し且つｐ型窒化物半導体層とオーミックコンタクトを形成し得る物質から成る。かかる物質としてはＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せから成る物質が挙げられる。
【００１７】
一般に、垂直構造の窒化物半導体発光素子は四角形状の断面を有する。即ち、垂直構造の窒化物半導体発光素子の最上層になるｎ型窒化物半導体層の上面が四角形状を有する。本発明は、該四角形状のｎ型窒化物半導体層の上面に多様な構造のｎ側電極が形成された垂直構造の窒化物半導体発光素子を提供する。
【００１８】
上記ｎ側電極の一例として、上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の四辺に沿って、上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極とを含む構造であり得る。この場合、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の１辺に沿って形成された第１延長電極の一部から、その対辺に沿って形成された第１延長電極まで延長される複数個の第２延長電極をさらに含むことができる。
【００１９】
さらに、上記ｎ側電極の他例として、上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、上記ボンディングパッドが形成された端縁となるｎ型窒化物半導体層の上面両辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極と第２延長電極と、上記ボンディングパッドが形成された端縁の対角線方向に上記ボンディングパッドから延長され形成された第３延長電極とを含む構造であり得る。
【００２０】
さらに、上記ｎ側電極の他例として、上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、上記ボンディングパッドが形成された端縁からその対向する端縁に隣接した位置まで上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極と、上記ボンディングパッドが形成された端縁の対向する端縁となるｎ型窒化物半導体層の上面両辺に沿って上記第１延長電極から延長され形成された第２延長電極及び第３延長電極とを含む構造であり得る。
【００２１】
さらに、上記ｎ側電極の他例として、上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、上記Ｎ型窒化物半導体層の上面の四辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された延長電極とを含む構造で形成され得る。
【００２２】
さらに、上記ｎ側電極の他例として、上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面の１辺に沿って上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極及び第２延長電極と、上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面１辺の対辺に隣接した位置まで上記ボンディングパッドから延長され形成された第３延長電極と、上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面１辺の対辺に沿って上記第３延長電極から延長され形成された第４延長電極とを含む構造であり得る。
【００２３】
さらに、上記ｎ側電極の他例として、上記ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッドと、上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面１辺の対辺に隣接した位置まで上記ボンディングパッドから延長され形成された第１延長電極と、上記ボンディングパッドが隣接したｎ型窒化物半導体層の上面の１辺を除いた残りの三辺に沿って上記第１延長電極から延長され形成された第２延長電極とを含む構造で形成され得る。
【発明の効果】
【００２４】
以上に説明したように、本発明によると、垂直構造の窒化物半導体発光素子のｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するようボンディングパッドを形成することによって、ワイヤボンディングによって放出される光が遮られる問題を解決し得る効果を奏する。
【００２５】
さらに、本発明によると、上記ボンディングパッドから延長される帯状の延長電極を多様な構造で形成することによって、上記ボンディングパッドがｎ型窒化物半導体層の端縁に隣接して発生しかねない電流密度の集中現象を改善し、電流密度を効率的に分散させ、発光素子の発光効率をより向上し得る優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付の図を参照に本発明の多様な実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子についてより詳しく説明する。本発明の説明に参照される図において、実質的に同じ構成と機能を有する構成要素には同じ参照符号を付す。
【００２７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の一実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子を示す平面図及び側断面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）によると、本発明の一実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子は、ｎ型窒化物半導体層（２１）と、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の下面に形成された活性層（２２）と、上記活性層（２２）の下面に形成されたｐ型窒化物半導体層（２３）と、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド（２６１）及び上記ボンディングパッドから延長された帯状の延長電極（２６２）とを含むｎ側電極を備えて構成される。
【００２８】
さらに、本実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子は、上記ｐ型窒化物半導体層（２３）の下面に形成された導電性接着層（２４）と、上記導電性接着層（２４）の下面に形成された導電性支持用基板（２５）とをさらに含んで構成される。
【００２９】
上記従来の技術に関する説明におけるように、垂直構造の窒化物半導体発光素子は、サファイア基板上にｎ型窒化物半導体層（２１）、活性層（２２）、ｐ型窒化物半導体層（２３）を順次に形成した後、レーザーリフトオフ（Laser Lift Off:LLO）工程などを利用して上記サファイア基板を除去し、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）を最上層とし、ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面を光放出面に用いる。したがって、本明細書において垂直構造の窒化物半導体発光素子はｎ型窒化物半導体層（２１）を最上層として説明する。
【００３０】
上記ｎ型窒化物半導体層（２１）はＡｌｘＩＮｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有するｎドープされた半導体物質から成ることができ、代表的な窒化物半導体物質としてはＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮが挙げられる。上記ｎ型窒化物半導体層（２１）のドープに用いられる不純物としてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、ＴｅまたはＣなどが使用され得る。上記ｎ型窒化物半導体層（２１）は、上記半導体物質を有機金属気相蒸着法（Metal Organic Chemical VaporDeposition:MOCVD）、分子ビーム成長法（Molecular Beam Epitaxy:MBE）またはハイブリッド気相蒸着法（Hybride Vapor Phase Epitaxy:HVPE）のような周知の蒸着工程を利用してサファイア基板上に成長させることにより形成される。
【００３１】
通常、上記サファイア基板とＮ型窒化物半導体層（２１）間には格子不整合を緩和すべくバッファ層が形成され得る。このバッファ層には通常数十ｎｍの厚さを有するＧａＮまたはＡｌＮなどの低温核成長層及び／または不純物がドープされない非ドープ窒化物層が使用されることがある。
【００３２】
上記活性層（２２）は光を発光するための層であって、単一または多重量子井戸構造を有するＧａＮまたはＩＮＧａＮなどの窒化物半導体層かで構成される。上記活性層（２２）は上記ｎ型窒化物半導体層（２１）のように有機金属気相蒸着法、分子ビーム成長法またはハイブリッド気相蒸着法のような周知の蒸着工程を利用して形成され得る。
【００３３】
上記ｐ型窒化物半導体層（２３）は上記ｎ型窒化物半導体層（２１）と同様に、ＡｌｘＩＮｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有するｐドープされた半導体物質から成ることができ、代表的な窒化物半導体物質としてはＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮが挙げられる。上記ｐ型窒化物半導体層（２３）のドーピング用不純物としてはＭｇ、ＺｎまたはＢｅなどが挙げられる。上記ｐ型窒化物半導体層（２３）は、上記半導体物質を有機金属気相蒸着法、分子ビーム成長法またはハイブリッド気相蒸着法のような周知の蒸着工程を利用して成長させられる。
【００３４】
上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面には電流供給のためのｎ側電極が形成される。上記ｎ側電極はＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕの群から選ばれた物質から成る単一層または複数層で形成され得る。上記ｎ側電極は通常の金属層成長方法である蒸着法またはスパッタリング工程により形成され得る。
【００３５】
構造的な面において、上記ｎ側電極は、ワイヤボンディングのためのボンディングパッド（２６１）がｎ型窒化物半導体層（２１）の上面端縁に隣接するよう形成され、上記ボンディングパッド（２６１）から延長された帯状の延長電極（２６２）から成ることを特徴とする。図２（ａ）は、上記ｎ側電極の一例として、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド（２６１）及び上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面の四辺に沿って上記ボンディングパッド（２６１）から延長され形成された延長電極（２６２）を含む構造のｎ側電極を示す。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、本発明においてｎ側電極のボンディングパッド（２６１）はＮ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成される。したがって、ワイヤボンディング時ワイヤのために放出される光が遮られる問題を解決し得る。さらに、延長電極（２６２）がｎ型窒化物半導体層の上面端縁に沿ってボンディングパッド（２６１）から延長されて形成されることにより、ボンディングパッド（２６１）の下部にのみ電流密度が集中する現象を防止して電流密度の均一な分布をもたらす。
【００３７】
図示はしないが、本実施例の変形例であって、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面の１辺に形成された延長電極（２６２）の一部から延長されその対辺に形成された延長電極（２６２）まで形成される複数個の追加的な延長電極をさらに形成し得る。上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面の四辺に沿って上記ボンディングパッド（２６１）から延長され形成された延長電極（２６２）を第１延長電極と定義し、上記追加的な延長電極を第２延長電極と定義すると、上記第１延長電極は端縁を形成し上記第２延長電極は上記第１延長電極の相互対向する部分を連結する網形態の延長電極が形成され得る。
【００３８】
一方、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）をサファイア基板上に成長させる場合、格子定数の差及び熱膨張係数の差を緩和するためのバッファ層が形成され得るが、垂直構造の窒化物半導体発光素子の作製工程においてレーザーリフトオフ工程を利用してサファイア基板を除去した後このバッファ層を残留させられる。一般の垂直構造の窒化物半導体発光素子の作製工程においては、サファイア基板を除去した後ドライエッチングなどの方法により上記バッファ層を除去する工程が追加されるが、本発明においては上記バッファ層の除去工程を省略し得る。即ち、本発明による垂直構造の窒化物半導体発光素子は、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）と上記ｎ側電極間にバッファ層が存在し得る。上記バッファ層は非ドープ窒化物層から成り、上記ｎ側電極の下部に電流密度が集中する現象を緩和し得る。
【００３９】
上記ｐ型窒化物半導体層（２３）と導電性支持用基板（２５）間には選択的に導電性接着層（２４）が形成され得る。上記導電性接着層（２４）は上記ｐ型窒化物半導体層（２３）と上記導電性支持用基板（２５）との接触をより強化するためのものであり、一般に接着性を有する導電性物質から成ることができ、かかる材料としてはＡｕ―ＳＮ、ＳＮ、ＩＮ、Ａｕ―Ａｇ及びＰｂ−ＳＮを含む群から選択された金属接合剤を使用することが好ましい。
【００４０】
上記導電性支持用基板（２５）は導電性を有する物質から成り、代表としてシリコン基板または金属基板が使用され得る。上記導電性支持用基板（２５）は、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）、活性層（２２）及びｐ型窒化物半導体層（２３）を含む発光構造物が大変小さいサイズであることから実際応用分野に適用し難いといった問題が生じかねないので、垂直構造の窒化物半導体発光素子が適切なサイズを有するよう上記発光構造物を支持する役目を果たすと同時に、ｐ側電極の役目を果たす。
【００４１】
上記導電性支持用基板（２５）を形成するさらに異なる方法として、上記導電性接着層（２４）を使用せずとも、上記ｐ型窒化物半導体層（２３）の下面に一般の蒸着法、スパッタリングまたはメッキ法を利用して所定の厚さを有するよう直接形成し得る。この場合、上記導電性接着層（２４）は省略され、上記ｐ型窒化物半導体層（２３）の下面に直接導電性支持用基板（２５）が形成される。
【００４２】
図３は本発明の他実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子を示す側断面図である。図３に示す垂直構造の窒化物半導体発光素子は、図２に示す実施形態において、上記ｎ型窒化物半導体層（２１）と上記Ｎ側電極（２６１、２６２）間に形成された透明電極層（３０１）と、上記導電性接着層（２４）と上記ｐ型窒化物半導体層（２３）間に形成された高反射性オーミックコンタクト層（３０３）とをさらに含む。
【００４３】
上記透明電極層（３０１）は、上記ｎ側電極（２６１、２６２）から注入（供給）される電流を拡散させ上記ｎ側電極（２６１、２６２）の下部に電流密度が集中するのを防止する。本実施形態は、電流密度の集中を改善し得るｎ側電極（２６１、２６２）構造にさらなって上記透明電極層（３０１）を形成することにより、図２に示す垂直構造の窒化物半導体発光素子に比してより効率的に電流密度を分散させられる。
【００４４】
上記透明電極層（３０１）は電流を拡散させられる導電性を有さなければならず、光放出面である上記ｎ型窒化物半導体層（２１）の上面に形成されるので、光をよく透過させなければならない。そのため、上記透明電極層（３０１）は、インジウム―錫系酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物（ＩＯ）、錫系酸化物（ＳＮＯ２）、亜鉛系酸化物（ＺｎＯ）及びインジウム―亜鉛系酸化物（ＩＺＯ）の群から選ばれた酸化物から成る少なくとも１個の層で形成され得る。
【００４５】
上記高反射性オーミックコンタクト層（３０３）は、比較的高いエネルギーバンドギャップを有するｐ型窒化物半導体層（２３）との接触抵抗を下げるのに適し、且つ光放出面であるｎ型窒化物半導体層（２１）の上面に向かう有効輝度を向上させるための層であって、反射率の高い金属から成り得る。上記高反射性オーミックコンタクト層はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せの群から選ばれた物質から成る少なくとも一つの層を含む構造で形成されることが好ましい。
【００４６】
以上に説明したように、本発明は、垂直構造の窒化物発光素子のｎ側電極構造を、ｎ型窒化物半導体層の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッドと上記ボンディングパッドから延長された延長電極との構造とすることによって、ワイヤボンディングによって放出される光が遮られる問題及び電流密度集中問題を改善し得る特徴を有する。以下、図４を参照して本発明に適用されるｎ側電極の多様な応用例を説明する。
【００４７】
一般に、垂直構造の窒化物半導体発光素子は四角形状の断面を有する。即ち、垂直構造の窒化物半導体発光素子の最上層となるｎ型窒化物半導体層の上面が四角形状を有するようになる。以下においては、四角形状のｎ型窒化物半導体層の上面に形成される多様な構造のｎ側電極を説明する。
【００４８】
図４（ａ）は本発明に適用され得るｎ側電極の一応用例を示す平面図である。図４（ａ）に示すように、ｎ側電極は、ｎ型窒化物半導体層の上面（４１）の端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド（４６１）と、上記ボンディングパッド（４６１）が形成された端縁となるｎ型窒化物半導体層（４１）の上面両辺に沿って上記ボンディングパッド（４６１）から延長され形成された第１延長電極（４６２ａ）と第２延長電極（４６２ｂ）、及び上記ボンディングパッド（４６１）が形成された端縁の対角線方向に上記ボンディングパッド（４６１）から延長され形成された第３延長電極（４６２ｃ）を含む構造で形成され得る。
【００４９】
図４（ｂ）は本発明に適用され得るｎ側電極の他応用例を示す平面図である。図４（ｂ）に示すように、ｎ側電極は、ｎ型窒化物半導体層（５１）の上面端縁に隣接するよう形成されたボンディングパッド（５６１）と、上記ボンディングパッド（５６１）が形成された端縁からその対向する端縁に隣接した位置まで上記ボンディングパッド（５６１）から延長され形成された第１延長電極（５６２ａ）、及び上記ボンディングパッド（５６１）が形成された端縁の対向する端縁となるＮ型窒化物半導体層（５１）の上面両辺に沿って上記第１延長電極（５６２ａ）から延長され形成された第２延長電極（５６２ｂ）と第３延長電極（５６２ｃ）を含む構造で形成され得る。
【００５０】
図４（ｃ）は本発明に適用され得るｎ側電極のさらに他の応用例を示す平面図である。図４（ｃ）に示すように、ｎ側電極は、ｎ型窒化物半導体層（６１）の上面の１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッド（６６１）、及び上記ｎ型窒化物半導体層（６１）の上面の四辺に沿って上記ボンディングパッドから延長されて形成された延長電極（６６２）を含む構造で形成され得る。
【００５１】
図４（ｄ）は本発明に適用され得るｎ側電極のさらに他の応用例を示す平面図である。図４（ｄ）に示すように、ｎ側電極は、ｎ型窒化物半導体層（７１）の上面の１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッド（７６１）と、上記ボンディングパッド（７６１）が隣接したｎ型窒化物半導体層（７１）の上面の１辺に沿って上記ボンディングパッド（７６１）から延長され形成された第１延長電極（７６２ａ）及び第２延長電極（７６２ｂ）と、上記ボンディングパッド（７６１）が隣接したｎ型窒化物半導体層（７１）の上面１辺の対辺に隣接した位置まで上記ボンディングパッド（７６１）から延長され形成された第３延長電極（７６２ｃ）、及び上記ボンディングパッド（７６１）が隣接したｎ型窒化物半導体層（７１）の上面１辺の対辺に沿って上記第３延長電極（７６２ｃ）から延長され形成された第４延長電極（７６２ｄ）を含む構造を有し得る。
【００５２】
図４（ｅ）は本発明に適用され得るｎ側電極のさらに他の応用例を示す平面図である。  図４（ｅ）に示すように、ｎ側電極は、上記ｎ型窒化物半導体層（８１）の上面の１辺の略中心部に隣接するよう形成されたボンディングパッド（８６１）と、上記ボンディングパッド（８６１）が隣接したｎ型窒化物半導体層（８１）の上面１辺の対辺に隣接した位置まで上記ボンディングパッド（８６１）から延長され形成された第１延長電極（８６２ａ）と、上記ボンディングパッド（８６１）が隣接したｎ型窒化物半導体層（８１）の上面の１辺を除く残りの３辺に沿って上記第１延長電極（８６２ａ）から延長され形成された第２延長電極（８６２ｂ）とを含む構造で形成され得る。
【００５３】
本発明は上述した実施形態及び添付の図に限定されるわけではなく、添付の請求範囲により限定されるものであり、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能なことは当技術分野において通常の知識を有する者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は従来の垂直構造の窒化物半導体発光素子の側断面図及び平面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子の平面図及び側断面図である。
【図３】本発明の他実施形態による垂直構造の窒化物半導体発光素子を示す側断面図である。
【図４】（ａ）ないし（ｅ）は本発明のｎ側電極構造の多様な応用例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
２１  ｎ型窒化物半導体層
２２  活性層
２３  ｐ型窒化物半導体層
２４  導電性接着層
２５  導電性支持用基板
２６１  ボンディングパッド
２６２  延長電極  
【図１】
2006245524.tif 000003
【図２】
2006245524.tif 000004
【図３】
2006245524.tif 000005
【図４】
2006245524.tif 000006